JPH0240221A - 純水製造装置 - Google Patents
純水製造装置Info
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- JPH0240221A JPH0240221A JP18764288A JP18764288A JPH0240221A JP H0240221 A JPH0240221 A JP H0240221A JP 18764288 A JP18764288 A JP 18764288A JP 18764288 A JP18764288 A JP 18764288A JP H0240221 A JPH0240221 A JP H0240221A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野］
本発明は、半導体製造工場や原子力発電所等で広く使用
されている純水やいわゆる超純水を連続的に製造する純
水製造装置に関する。
されている純水やいわゆる超純水を連続的に製造する純
水製造装置に関する。
［従来の技術］
ＬＳＩや超ＬＳＩの製造においては、多量の純水や超純
水が用いられている。
水が用いられている。
従来、純水の製造装置として、イオン交換膜及びイオン
交換樹脂を装填した電気透析器（以下ｒｃＤＩＪと略称
することがある。）が知られている（特開昭６１−１０
７９０６号）。ＣＤＩは塩の大量除去から逆浸透による
製造水の純化に至るまでの幅広い原水の効果的な脱イオ
ンが可能である。
交換樹脂を装填した電気透析器（以下ｒｃＤＩＪと略称
することがある。）が知られている（特開昭６１−１０
７９０６号）。ＣＤＩは塩の大量除去から逆浸透による
製造水の純化に至るまでの幅広い原水の効果的な脱イオ
ンが可能である。
ＣＤＩによる水の脱イオン作用について、第４図を参照
して説明する。
して説明する。
第４図では、印加直流電位は（＋）と（−）で表わされ
ている０本例においては、アニオン交換膜２１とカチオ
ン交換膜２２との間で濃縮室２５ａが、カチオン交換膜
２２とアニオン交換膜２３との間で希釈室２６が、アニ
オン交換膜２３とカチオン交換膜２４との間で濃縮室２
５ｂが形成されている。そして、希釈室２６内には、カ
チオン交換樹脂２７とアニオン交換樹脂２８との混床樹
脂が充填されている。原水中のイオンはＮａ＋及びＣ１
−により代表して示す。希釈室２６に入ったイオンは親
和力、濃度及び穆動度に基いてイオン交換樹脂２７．２
８と反応する。イオンは電位の傾きの方向に樹脂中を８
動し、更に膜２２又は２３を横切って８動し、すべての
室において電荷の中和が保たれる。そして、膜の半浸透
特性のため、並びに電位の傾きの方向性のために、溶液
中のイオンは希釈室２６では減少し、隣りの濃縮室２５
ａ、 ２５ ｂでは濃縮されることになる。このため
、希釈室２６から脱イオン水が回収される。
ている０本例においては、アニオン交換膜２１とカチオ
ン交換膜２２との間で濃縮室２５ａが、カチオン交換膜
２２とアニオン交換膜２３との間で希釈室２６が、アニ
オン交換膜２３とカチオン交換膜２４との間で濃縮室２
５ｂが形成されている。そして、希釈室２６内には、カ
チオン交換樹脂２７とアニオン交換樹脂２８との混床樹
脂が充填されている。原水中のイオンはＮａ＋及びＣ１
−により代表して示す。希釈室２６に入ったイオンは親
和力、濃度及び穆動度に基いてイオン交換樹脂２７．２
８と反応する。イオンは電位の傾きの方向に樹脂中を８
動し、更に膜２２又は２３を横切って８動し、すべての
室において電荷の中和が保たれる。そして、膜の半浸透
特性のため、並びに電位の傾きの方向性のために、溶液
中のイオンは希釈室２６では減少し、隣りの濃縮室２５
ａ、 ２５ ｂでは濃縮されることになる。このため
、希釈室２６から脱イオン水が回収される。
ＣＤＩはイオン交換樹脂のように再生を必要とせず、完
全な連続採水が可能で、極めて高純度の水が得られると
いう優れた効果を奏する。
全な連続採水が可能で、極めて高純度の水が得られると
いう優れた効果を奏する。
［−発明が解決しようとする課題］
しかしながら、ＣＤＩによる純水製造においては、原水
中の溶解塩類（Ｔ Ｄ Ｓ ）濃度が一定であっても、
得られる処理水の純度に差があり、安定して高純度の処
理水を得ることができない場合がある。
中の溶解塩類（Ｔ Ｄ Ｓ ）濃度が一定であっても、
得られる処理水の純度に差があり、安定して高純度の処
理水を得ることができない場合がある。
本発明は上記従来の問題点を解決し、極めて高純度の処
理水を安定に得ることができる純水製造装置を提供する
ことを目的とする。
理水を安定に得ることができる純水製造装置を提供する
ことを目的とする。
［課題を解決するための手段］
本発明の純水製造装置は、複数のアニオン交換膜及びカ
チオン交換膜を交互に配列して濃縮室と希釈室とを交互
に形成してなり、前記希釈室にはアニオン交換樹脂とカ
チオン交換樹脂とが混合されて充填されている電気透析
器（ＣＤＩ）を備える純水製造装置に関する。
チオン交換膜を交互に配列して濃縮室と希釈室とを交互
に形成してなり、前記希釈室にはアニオン交換樹脂とカ
チオン交換樹脂とが混合されて充填されている電気透析
器（ＣＤＩ）を備える純水製造装置に関する。
請求項（１）の装置は、ＣＤＩに供給される原水を脱炭
酸処理して溶存するＣＯ２を除去する手段を備えている
。
酸処理して溶存するＣＯ２を除去する手段を備えている
。
請求項（２）の装置は、ＣＤＩに供給される原水にアル
カリを添加して溶存するＣＯ２をＨＣＯ３−に転化する
手段を備えている。
カリを添加して溶存するＣＯ２をＨＣＯ３−に転化する
手段を備えている。
［作用］
本発明者らは、ＣＤＩによる純水の製造にあたり、原水
水質と処理水水質について種々検討会重ねた結果、原水
中に溶存するＣｏ２がＣＤＩにおける処理に悪影響を及
ぼすことを見出した。
水質と処理水水質について種々検討会重ねた結果、原水
中に溶存するＣｏ２がＣＤＩにおける処理に悪影響を及
ぼすことを見出した。
即ち、ＣＤＩでの電気再生において、吸着される全カチ
オン、全アニオンのバランスは１：１が好ましい。この
比率が大幅にはずれる場合、多い方のイオンは再生され
ずに残留することになり、処理水にリークするものと推
定される。ところで、工業用水等を原水として利用する
場合、含有されるカチオンとアニオンとのバランスを考
えると、ＣＯ２の存在が大きく影響している。従って、
原水中に含有されるＣＯ２をできるだけ少なくすること
が、ＣＤＩにおける安定処理に必要とされる。
オン、全アニオンのバランスは１：１が好ましい。この
比率が大幅にはずれる場合、多い方のイオンは再生され
ずに残留することになり、処理水にリークするものと推
定される。ところで、工業用水等を原水として利用する
場合、含有されるカチオンとアニオンとのバランスを考
えると、ＣＯ２の存在が大きく影響している。従って、
原水中に含有されるＣＯ２をできるだけ少なくすること
が、ＣＤＩにおける安定処理に必要とされる。
本発明の請求項（１）の純水製造装置によれば、ＣＤＩ
に供給される原水を脱炭酸処理することにより、溶存す
るＣＯ２を除去することができる。
に供給される原水を脱炭酸処理することにより、溶存す
るＣＯ２を除去することができる。
また、請求項（２）の純水製造装置によれば、ＣＤＩに
供給される原水にアルカリを添加して溶存するＣＯ２を
ＨＣＯ３−に転化することにより、溶存ＣＯ２量を低減
することができる。この場合、’ＨＣＯｓ−はＣＤＩに
よる処理により容易に除去可能である。
供給される原水にアルカリを添加して溶存するＣＯ２を
ＨＣＯ３−に転化することにより、溶存ＣＯ２量を低減
することができる。この場合、’ＨＣＯｓ−はＣＤＩに
よる処理により容易に除去可能である。
なお、第３図に示すように、原水にアルカリを添加して
約ｐＨ７以上とすることにより、溶存するＣＯ２（Ｈ２
ＣＯ３）がＨＣＯ３−ｋ：転化される。
約ｐＨ７以上とすることにより、溶存するＣＯ２（Ｈ２
ＣＯ３）がＨＣＯ３−ｋ：転化される。
［実施例］
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。
。
第１図は本発明の純水製造装置の一実施例を示す系統図
、第２図はＣＤＩの一実施例を示す系統図である。
、第２図はＣＤＩの一実施例を示す系統図である。
第１図に示す純水製造装置は、ＣＯ２除去手段１及び電
気透析器（ＣＤＩ）２から、主として構成されており、
原水をＣＯ２の除去又はＨＣＯ３への転化を行う前処理
手段１に送給する配管１１、前処理手段１から排出され
る水をＣＤＩ２に送給する配管１２（なお、この配管１
２は、後述するＣＤＩの濃縮室への給水配管１２ａ及び
希釈室への給水配管１２ｂに分岐している。）、ＣＤＩ
２の処理水を取り出す配管１３、ＣＤＩ２の濃縮水を取
り出す配管１４を備えている。
気透析器（ＣＤＩ）２から、主として構成されており、
原水をＣＯ２の除去又はＨＣＯ３への転化を行う前処理
手段１に送給する配管１１、前処理手段１から排出され
る水をＣＤＩ２に送給する配管１２（なお、この配管１
２は、後述するＣＤＩの濃縮室への給水配管１２ａ及び
希釈室への給水配管１２ｂに分岐している。）、ＣＤＩ
２の処理水を取り出す配管１３、ＣＤＩ２の濃縮水を取
り出す配管１４を備えている。
上記の前処理手段１としては、例えば次の■〜■のよう
な手段が挙げられる。
な手段が挙げられる。
■ 真空脱気塔。
■ 脱炭酸塔。即ち、Ｎ２ガスにより曝気する。この場
合、酸を添加し、ｐＨを低く（ｐＨ：５．０〜５．５程
度）して曝気するのが有利である。
合、酸を添加し、ｐＨを低く（ｐＨ：５．０〜５．５程
度）して曝気するのが有利である。
■ 膜脱気塔。
■ アルカリを添加してｐＨを約７以上、好ましくは約
ｐＨ７〜１０に調整し、溶存するＣ０２をＨＣＯ２−又
はＣＯ３２−に変える。
ｐＨ７〜１０に調整し、溶存するＣ０２をＨＣＯ２−又
はＣＯ３２−に変える。
アルカリとしては、ＮａＯＨ％ＫＯＨ等を用いることが
できる。
できる。
かかる構成の純水製造装置において、工業用水、市水、
井水などの原水は、前処理手段１にてＣＯ２が除去され
るか、又はＣＯ２がＨＣＯ３に転化された後、ＣＤＩ２
に供給される。
井水などの原水は、前処理手段１にてＣＯ２が除去され
るか、又はＣＯ２がＨＣＯ３に転化された後、ＣＤＩ２
に供給される。
次にＣＤＩ２における処理について、第２図を参照して
説明する。図示の如く、ＣＤＩ２は、容器２内に複数の
アニオン交ｔＭ ｋ Ａとカチオン交換Ｐ３．Ｃとが交
互に並列に配置されており、それぞれ濃縮室２１と希釈
室２２とが交互に隔成されている。そして、希釈室２２
には、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂との混合物
２３が充填されている。２４は一極、２５は十極である
。
説明する。図示の如く、ＣＤＩ２は、容器２内に複数の
アニオン交ｔＭ ｋ Ａとカチオン交換Ｐ３．Ｃとが交
互に並列に配置されており、それぞれ濃縮室２１と希釈
室２２とが交互に隔成されている。そして、希釈室２２
には、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂との混合物
２３が充填されている。２４は一極、２５は十極である
。
前処理された原水は、配管１２から、ＣＤＩ２の濃縮室
２１への給水配管１２ａ及び希釈室２２への給水配管１
２ｂに分岐され、それぞれ濃縮室２１及び希釈室２２に
供給される。
２１への給水配管１２ａ及び希釈室２２への給水配管１
２ｂに分岐され、それぞれ濃縮室２１及び希釈室２２に
供給される。
ＣＤＩ２に供給された水は、前述の第４図にて説明した
原理により、Ｎａ十等のカチオンはカチオン交換膜Ｃを
透過して、ｃ、Ｑ−等のアニオンはアニオン交換膜Ａを
透過して、それぞれ濃縮室２１内に濃縮される。ＣＯ２
が転化して生成したＨＣＯ３−等も、アニオン交換膜Ａ
を透過して濃縮室２１内に濃縮される。このようにして
アニオン、カチオンが除去された処理水は、希釈室２２
より配管１３を経て排出され必要に応じて後処理された
後、コースポイントへ送給され−る。濃縮室２１内の濃
縮水は配管１４より排出される。
原理により、Ｎａ十等のカチオンはカチオン交換膜Ｃを
透過して、ｃ、Ｑ−等のアニオンはアニオン交換膜Ａを
透過して、それぞれ濃縮室２１内に濃縮される。ＣＯ２
が転化して生成したＨＣＯ３−等も、アニオン交換膜Ａ
を透過して濃縮室２１内に濃縮される。このようにして
アニオン、カチオンが除去された処理水は、希釈室２２
より配管１３を経て排出され必要に応じて後処理された
後、コースポイントへ送給され−る。濃縮室２１内の濃
縮水は配管１４より排出される。
本発明においては、前処理手段の前段あるいは後段に逆
浸透膜分離器（ＲＯ）を設けても良い。
浸透膜分離器（ＲＯ）を設けても良い。
ＲＯを配設することにより、原水中の電解質、ＴＯＣ成
分を効率的に除去することができ、ＣＤＩにおける負荷
を低減し、高純度の処理水を得ることがでとる。
分を効率的に除去することができ、ＣＤＩにおける負荷
を低減し、高純度の処理水を得ることがでとる。
また、このようにＲＯを設けた場合には、ＣＤＩの濃縮
水をＲＯの上流側に循環しても良い。この場合には、廃
水量の低減及び原水量の節水を図ることが可能とされる
。
水をＲＯの上流側に循環しても良い。この場合には、廃
水量の低減及び原水量の節水を図ることが可能とされる
。
なお、ＲＯに装着する逆浸透膜としては、ポリアミド膜
、酢酸セルロース膜、アラミド系膜等の通常の市販膜を
用いることができる。
、酢酸セルロース膜、アラミド系膜等の通常の市販膜を
用いることができる。
以下、実験例について説明する。
実験例１（本発明例）
第１図に示す本発明の純水製造装置を用い、神奈川系厚
木市水を処理した。ただし、前処理手段１の前段には、
架橋アラミド系複合膜を有するスパイラル型８インチモ
ジュールを内蔵した逆浸透分離器を配列した。前処理手
段１としては、ＮａＯＨを添加して原水のｐ）（を７．
０に調整するよう構成された手段を採用した。
木市水を処理した。ただし、前処理手段１の前段には、
架橋アラミド系複合膜を有するスパイラル型８インチモ
ジュールを内蔵した逆浸透分離器を配列した。前処理手
段１としては、ＮａＯＨを添加して原水のｐ）（を７．
０に調整するよう構成された手段を採用した。
また、ＣＤＩとしては、ポリプロピレン系樹脂のアニオ
ン交換膜及びカチオン交換Ｍ（１枚当り約０．５ｍ”）
を各３０枚、第２図に示すように交互に配列しく第２図
に示す図では、希釈室は３室しか形成されていないが、
本実施例においては、各々３０枚のアニオン交換膜及び
カチオン交換膜を用いて、希釈室を３０室形成した）、
Ｈ膨強酸性アニオン交換樹脂とＯＨ形強塩基性アニオン
交換樹脂を容積比４０ ： ６０で混合したもの約３０
℃を各希釈室に充填したものを用いた。
ン交換膜及びカチオン交換Ｍ（１枚当り約０．５ｍ”）
を各３０枚、第２図に示すように交互に配列しく第２図
に示す図では、希釈室は３室しか形成されていないが、
本実施例においては、各々３０枚のアニオン交換膜及び
カチオン交換膜を用いて、希釈室を３０室形成した）、
Ｈ膨強酸性アニオン交換樹脂とＯＨ形強塩基性アニオン
交換樹脂を容積比４０ ： ６０で混合したもの約３０
℃を各希釈室に充填したものを用いた。
ＣＤＩの通水条件は下記の通りとした。
給 水 量：１．２ｍ”／ｈｒ
処理水流量： １ 、 Ｏｄ／ｈ ｒ
濃縮水流量：０．２ｍ”／ｈｒ
電 圧 ：１００Ｖ
水温＝１７℃
ＣＤＩの給水水質及びＣＤＩの処理水水質を第１表に示
す。
す。
実験例２（比較例）
ＮａＯＨの添加を行なわなかったこと以外は、実験例１
と同様にして処理を行なった。
と同様にして処理を行なった。
結果を第１表に示す。
第１表
第１表より、本発明の純水製造装置によれば、極めて高
純度の純水が得られることが明らかである。
純度の純水が得られることが明らかである。
［発明の効果］
以上詳述した通り、本発明の純水製造装置によれば、
■ 極めて高純度の水を安定かつ連続的に採水すること
ができる。
ができる。
■ ＣＤＩを利用した処理であるため、樹脂の再生が不
要であり、従って、処理を要する廃水の排出がない。
要であり、従って、処理を要する廃水の排出がない。
等の優れた効果が奏され、比抵抗が高く極めて高純度の
純水を効率的に製造することが可能となる。
純水を効率的に製造することが可能となる。
第１図は本発明の純水製造装置の一実施例を示す系統図
、第２図はＣＤＩの一実施例を示す系統図、第３図は全
炭酸存在比とｐＨとの関係を示すグラフ、第４図はＣＤ
Ｉの原理を説明する構成図である。 １・・・前処理手段、 ２・・・ＣＤ Ｉ。
、第２図はＣＤＩの一実施例を示す系統図、第３図は全
炭酸存在比とｐＨとの関係を示すグラフ、第４図はＣＤ
Ｉの原理を説明する構成図である。 １・・・前処理手段、 ２・・・ＣＤ Ｉ。
Claims (2)
- （１）複数のアニオン交換膜及びカチオン交換膜を交互
に配列して濃縮室と希釈室とを交互に形成してなり、前
記希釈室にはアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とが
混合されて充填されている電気透析器を備える純水製造
装置であって、該電気透析器に供給される原水を脱炭酸
処理して溶存するＣＯ＿２を除去する手段を備えること
を特徴とする純水製造装置。 - （２）複数のアニオン交換膜及びカチオン交換膜を交互
に配列して濃縮室と希釈室とを交互に形成してなり、前
記希釈室にはアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とが
混合されて充填されている電気透析器を備える純水製造
装置であって、該電気透析器に供給される原水にアルカ
リを添加して溶存するＣＯ＿２をＨＣＯ＿３＾−に転化
する手段を備えることを特徴とする純水製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63187642A JPH0759296B2 (ja) | 1988-07-27 | 1988-07-27 | 純水製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63187642A JPH0759296B2 (ja) | 1988-07-27 | 1988-07-27 | 純水製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0240221A true JPH0240221A (ja) | 1990-02-09 |
| JPH0759296B2 JPH0759296B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=16209689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63187642A Expired - Lifetime JPH0759296B2 (ja) | 1988-07-27 | 1988-07-27 | 純水製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0759296B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6187201B1 (en) | 1993-08-10 | 2001-02-13 | Nomura Micro Science Co., Ltd. | System for producing ultra-pure water |
| JP2002028660A (ja) * | 2000-07-13 | 2002-01-29 | Nomura Micro Sci Co Ltd | 脱塩装置 |
| JP2003532520A (ja) * | 2000-05-10 | 2003-11-05 | ミリポア・コーポレイション | 改良された電気脱イオン化モジュール |
| WO2004099088A1 (ja) * | 1995-02-10 | 2004-11-18 | Mitsugu Abe | 超純水製造装置 |
| JP2007289887A (ja) * | 2006-04-26 | 2007-11-08 | Kurita Water Ind Ltd | 純水製造装置 |
Citations (2)
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| JPS61107906A (ja) * | 1984-07-09 | 1986-05-26 | ミリポア・コ−ポレイシヨン | 電気脱イオン化方法および装置 |
| JPS62273095A (ja) * | 1986-05-21 | 1987-11-27 | Japan Organo Co Ltd | 水処理装置 |
-
1988
- 1988-07-27 JP JP63187642A patent/JPH0759296B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
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| JP4531213B2 (ja) * | 2000-07-13 | 2010-08-25 | 野村マイクロ・サイエンス株式会社 | 脱塩装置 |
| JP2007289887A (ja) * | 2006-04-26 | 2007-11-08 | Kurita Water Ind Ltd | 純水製造装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0759296B2 (ja) | 1995-06-28 |
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